Physique appliquée BTS 1 Electrotechnique

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Le moteur à courant continu
Physique appliquée
BTS 1 Electrotechnique

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1. Le principe de fonctionnement du moteur à courant continu ................................................. 3
1.1. Phénomène d’interaction entre le moment magnétique d’une spire et un champ
magnétique d’un stator. ................................................................................................................... 3
1.2. Bobinage de l’induit. ............................................................................................................. 5
1.3. Construction industrielle. ..................................................................................................... 6
1.4. Les deux modes d’excitation retenues. ............................................................................. 6
1.5. Fonctionnement en génératrice. ......................................................................................... 7
2. Le modèle de la Machine à courant continu. ............................................................................ 8
2.1. Montage des deux types d’excitation. ............................................................................... 8
2.2. Le modèle en régime transitoire en moteur et en génératrice. ...................................... 9
2.3. Le modèle en régime permanent en moteur et en génératrice. .................................... 9
2.4. Expression du couple moteur en régime établi pour une excitation indépendante. . 10
2.5. Expression du couple moteur en régime établi pour une excitation série. ................ 13
3. Exercices d’entrainement sur les moteurs à courant continu: ............................................. 18

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1. Le principe de fonctionnement du moteur à courant
continu
1.1. Phénomène d’interaction entre le moment magnétique
d’une spire et un champ magnétique d’un stator.
On alimente une bobine composée de N spires.
La relation donnant le couple exercé sur la spire est : 
La norme du vecteur couple est : 
C’est à partir de cette relation qu’on exprime la force de Laplace :
force de Laplace
r
F
=
I
.
r
l
∧
r
B
.
Utilité du collecteur pour entretenir le couple moteur :
I
N
S

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1.2. Bobinage de l’induit.
Si on utilise une seule bobine pour propulser l’induit en rotation, lorsque la bobine est
perpendiculaire au champ inducteur, le couple instantanée est nul, on place alors
des bobine réparties sur l’ensemble de la circonférence de l’induit de manière à
diminuer les variations du couple moteur.
Sur la description précédente, on observe une paire de pôle à l’induit et à l’inducteur.
Des machines sont munies de plusieurs paires de pôles et de plusieurs voies
d’enroulement :